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液压传动课后习题答案液压传动课后习题答案 液压传动 习题参考答案习题 1 1 1 什么叫液压传动 液压传动系统由哪几部分组成 各组成部分的作 用是什么 答 液压传动是以液体为工作介质 通过有压液体的流动进行能量转换 传递和控制 的一种传动方式 一个完整的液压传动系统由以下几部分组成 l 液压泵 动力元件 是将原动机所输出的机械能转换成液体压力能的 元件 其作 用是向液压系统提供压力油 液压泵是液压系统的心脏 2 执行元件 把液体压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件 执行 元件包括液 压缸和液压马达 3 控制元件 包括压力 方向 流量控制阀 是对系统中油液压力 流 量 方向进 行控制和调节的元件 如换向阀 15 即属控制元件 4 辅助元件 上述三个组成部分以外的其它元件 如管道 管接头 油 箱 滤油器 等为辅助元件 1 2 液压传动与机械传动 以齿轮传动为例 电传动比较有哪些优点 为 什么有这些 优点 答 液压传动与机械传动 电气传动相比有以下主要优点 1 在同等功率情况下 液压执行元件体积小 重量轻 结构紧凑 例如 同功率液压 马达的重量约只有电动机的 1 6 左右 2 液压传动的各种元件 可根据需要方便 灵活地来布置 3 液压装置工作比较平稳 由于重量轻 惯性小 反应快 液压装置易 于实现快速 启动 制动和频繁的换向 4 操纵控制方便 可实现大范围的无级调速 调速范围达 2000 1 它还可以在运行 的过程中进行调速 5 一般采用矿物油为工作介质 相对运动面可自行润滑 使用寿命长 6 容易实现直线运动 7 既易于实现机器的自动化 又易于实现过载保护 当采用电液联合控 制甚至计算 机控制后 可实现大负载 高精度 远程自动控制 8 液压元件实现了标准化 系列化 通用化 便于设计 制造和使用 有以下主要缺点 1 液压传动不能保证严格的传动比 这是由于液压油的可压缩性和泄漏 造成的 2 工作性能易受温度变化的影响 因此不宜在很高或很低的温度条件下 工作 3 由于流体流动的阻力损失和泄漏较大 所以效率较低 如果处理不当 泄漏不仅污 染场地 而且还可能引起火灾和爆炸事故 4 为了减少泄漏 液压元件在制造精度上要求较高 因此它的造价高 且对油液的 污染比较敏感 总的说来 液压传动的优点最突出的 它的一些缺点有的现已大为改善 有的将随着 科学技术的发展而进一步得到克服 1 3 试讨论液压传动系统图形符号的特点 答 液压系统图形符号是一种半结构式的工作原理图 它直观性强 容 易理解 但难于绘制 在实际工作中 除少数特殊情况外 一般都采用国标 GB T786 1 93 所规定的液压 与气动图形符号 参看附录 来绘制 如图 1 2 所示 图形符号表示元件 的功能 而不表示 元件的具体结构和参数 反映各元件在油路连接上的相互关系 不反映其 空间安装位置 只反映静止位置或初始位置的工作状态 不反映其过渡过程 使用图形 符号既便于绘制 又可使液压系统简单明了 1 4 普通液压油与抗磨液压油有什么区别 答 主要区别 抗磨液压油有极压抗磨剂 1 L HL 液压油 又名普通液压油 采用精制矿物油作基础油 加入抗 氧 抗腐 抗 泡 防锈等添加剂调合而成 是当前我国供需量最大的主品种 用于一般 液压系统 但只 适于 0 以上的工作环境 其牌号有 HL 32 HL 46 HL 68 在其代 号 L HL 中 L 代 表润滑剂类 H 代表液压油 L 代表防锈 抗氧化型 最后的数字代表运 动粘度 2 L HM 液压油 又名抗磨液压油 M 代表抗磨型 其基础油与普通液 压油同 除 加有抗氧 防锈剂外 主剂是极压抗磨剂 以减少液压件的磨损 适用 于 15 以上的高 压 高速工程机械和车辆液压系统 其牌号有 HM 32 HM 46 HM 68 HM I00 HM 150 1 5 目前实用的难燃工作液有哪几种 答 难燃液压工作液可分为合成型 油水乳化型和高水基型三大类 1 合成型抗燃工作液 水 乙二醇液 L HFC 液压液 这种液体含有 35 55 的水 其余 为乙二醇及 各种添加剂 增稠剂 抗磨剂 抗腐蚀剂等 其优点是凝点低 50 有一定的粘性 而且粘度指数高 抗燃 适用于要求防火的液压系统 使用温度范围 为 18 65 其缺 点是价格高 润滑性差 只能用于中等压力 20MPa 以下 这种液体密 度大 吸入困难 水 乙二醇液能使许多普通油漆和涂料软化或脱离 可换用环氧树脂或乙烯 基涂料 磷酸酯液 L HFDR 液压液 这种液体的优点是 使用的温度范围宽 54 135 抗燃性好 抗氧化安定性和润滑性都很好 允许使用现有元件在高压下工 作 其缺点是价 格昂贵 为液压油的 5 8 倍 有毒性 与多种密封材料 如 丁氰橡胶 的相容性很差 而与丁基胶 乙丙胶 氟橡胶 硅橡胶 聚四氟乙烯等均可相容 2 油水乳化型抗燃工作液 L HFB L HFAE 液压液 油水乳化液是指互不相溶的油和水 使其中的一种液体以极小的液滴均匀 地分散在另 一种液体中所形成的抗燃液体 分水包油乳化液和油包水乳化液两大类 3 高水基型抗燃工作液 L HFAS 液压液 其主体为水 占 95 其余 5 为各种添加剂 抗磨剂 防锈剂 抗 腐剂 乳化剂 抗泡剂 极压剂和增粘剂等 其优点是成本低 抗燃性好 不污染环境 其缺点是粘度低 润滑性差 1 6 液压油的代号 如 HM 46 代表什么意义 答 H 代表液压油 M 代表抗磨 最后的数字代表运动粘度 要点 抗磨液压油 在 40 C 时运动粘度 46 厘斯 cSt 或 mm2 s 液压传动 习题参考答案习题 2 2 1 要提高齿轮泵的压力须解决那些关键问题 通常都采用哪些措施 答 为了提高齿轮泵的压力和容积效率 实现齿轮泵的高压化 需要从结 构上来取措 施 对端面间隙进行自动补偿 通常采用的自动补偿端面间隙装置有 浮动轴套式和弹性侧板式两种 其 原理都是引 入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上 压力愈高 间隙愈小 可自动 补偿端面磨损和 减小间隙 齿轮泵的浮动轴套是浮动安装的 轴套外侧的空腔与泵的压油 腔相通 当泵工 作时 浮动轴套受油压的作用而压向齿轮端面 将齿轮两侧面压紧 从而 补偿了端面间隙 2 2 叶片泵能否实现正 反转 请说出理由并进行分析 答 不能正反转 单作用叶片泵叶片仅靠离心力紧贴定子表面 考虑到叶片上还受哥氏力和 摩擦力的作 用 为了使叶片所受的合力与叶片的滑动方向一致 保证叶片更容易的从 叶片槽滑出 叶 片槽常加工成沿旋转方向向后倾斜 不允许反转 双作用叶片泵转子的叶片槽常做成沿旋转方向向前倾斜一个安放角 当 叶片有安放 角时 叶片泵就不允许反转 2 3 简述齿轮泵 叶片泵 柱塞泵的优缺点及应用场合 略 答 齿轮泵优点是结构简单 制造方便 价格低廉 体积小 重量轻 自 吸能力好 对油液污染不敏感 工作可靠 缺点是流量和压力脉动大 噪声大 排量 不可调 广泛应 用采矿设备 冶金设备 建筑机械 工程机械 农林机械等行业 叶片泵优点是输出流量均匀 脉动小 噪声小 缺点是结构较复杂 对油 液的污染比 较敏感 柱塞泵优点是 泄漏小 容积效率高 可以在高压下工作 液压传动 习题参考答案习题 3 3 1 套筒缸在外伸 内缩时 不同直径的柱塞以什么样的顺序运动 为什 么 答 伸缩式液压缸由两级 或多级 活塞缸套装而成 主要组成零件有缸体 活塞 套 筒活塞等 缸体两端有进 出油口 A 和 B 当 A 口进油 B 口回油时 先推动一 级活塞向右运动 由于一级 大 活塞 套筒活塞 的有效作用面积大 所以运动速度低而推力大 一级 大 活塞 右行至终点时 二级 小 活塞 4 在压力油的作用下继续向右运动 因其有 效作用面积小 所以运动速度快 但推力小 套筒活塞既是一级 活塞 又是二级活塞的缸体 有双重作用 多级时 前一级缸的活塞就是后一级缸的缸套 若 B 口进油 A 口回油 则二级活塞先 退回至终点 然后一级 大 活塞才退回 伸缩式液压缸的特点是 活塞杆伸出的行程长 收缩后的结构尺寸小 适 用于翻斗汽 车 起重机的伸缩臂等 4 1 滤油器有哪些种类 安装时要主要什么 答 滤油器根据滤芯材料和结构形式 可分为 网式 线隙式 纸质式 烧结式 磁 性式 根据安装位置可分为 吸油过滤器 压油过滤器和回油过滤器 安装时候需要注意 进出口不可接反 便于更换滤芯 考虑过滤器周围环 境 4 2 根据哪些原则选择滤油器 答 滤油器的选用原则 有足够的过滤精度 有足够的通油能力 滤芯便 于清洗或更 换 4 3 在液压缸活塞上安装 O 形密封圈时 为什么在其侧面安装挡圈 怎 样确定用一个 或两个挡圈 答 O 形密封圈主要用于静密封和速度较低的滑动密封 当密封腔充入压 力油后 在 液压力作用下 O 形密封圈挤向槽一侧 为了提高密封效果 防止 O 形 密封圈被剪切 所 以在其侧面安装挡圈 安装挡圈的个数由其受压面的个数决定 4 4 举例说明油箱的典型结构及各部分的作用 答 油箱可以分为开式油箱和闭式油箱 具体结构及作用 略 5 1 如何判断稳态液动力的方向 答 稳态液动力的方向对于带平衡活塞的完整阀腔而言 无论液流方向如 何 其方向 总是力图使阀口趋于关闭 5 2 液压卡紧力是怎样产生的 它有什么危害 减小液压卡紧力的措施 有哪些 答 液压卡紧力的产生 阀芯或阀孔的几何形状及相对位置均有误差 使 液体在流过 阀芯与阀孔间隙时产生了径向不平衡力 从而引起阀芯移动时的轴向摩擦 力 即为液压卡 紧力 危害 阀芯卡死 减小液压卡紧力的措施 提高加工精度 在阀芯凸肩上开均压槽 加适当 频率和振幅 的振动 精过滤油液 5 3 说明 O 型 M 型 P 型和 H 型三位四通换向阀在中间位置时的性 能特点 答 O 型 执行件可锁紧 但两腔有油压冲击 开始锁紧精度高 长时间 锁会由于滑阀配 合间隙泄漏使两腔压力下降 锁紧精度会因外负载而变动 油源压力可保 持住 适合多执 行件并联工作情形 M 型 执行件可锁紧 但两腔有油压冲击 开始锁紧精度高 长时间锁会 由于滑阀配 合间隙泄漏使两腔压力下降 锁紧精度会因外负载而变动 压力油源可卸 荷保持住 适合 单执行件工作情形 P 型 可用于单出杆缸的差动连接 H 型 执行件可浮动 即执行件可随外负载而动 但两腔无油压冲击 无 法锁紧 锁 紧精度会 压力油源可卸荷 适合单执行件工作情形 5 4 球式换向阀与滑阀式换向阀相比 具有哪些优点 答 参见书 P62 1 不会产生液压卡紧现象 动作可靠性高 2 密 封性好 3 对油液污染不敏感 4 切换时间短 5 使用介质粘度范围 大 介质可以是水 乳化液和矿物油 6 工作压力可达 63MPa 7 球阀芯可直接从轴承厂获得 精度很高 价格便宜 5 5 O 型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位 机能 由双液 控单向阀组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能 为什么 答 Y 使主阀芯两侧腔通过导阀的 Y 机能位卸压 a 和 b 均与 L 通 Y 使两个液控单向阀进油口及两个控制活塞腔的油压均卸压 为什么 均使油压卸掉 使之为零 5 6 在图 5 22 a 所示液动换向阀和图 5 23 a 所示电液动换向阀中 主 阀和先导阀 各是几台肩式 T A P B T 所对应的阀体环形沟槽 何处为构成阀 口节流边的工作槽 答 图 5 22 a 所示液动换向阀 3 凸肩 TA AP PB BT 图 5 23 a 所示电液动换向阀 主阀 4 凸肩 TB BP PA AT 先导阀 3 凸肩 7 1 在节流调速系统中 如果调速阀的进 出油口接反了 将会出现怎样 的情况 试 根据调速阀的工作原理进行分析 答 节流阀 减压阀弹簧腔为进口压力 阀口全开 不起减压作用 7 2 将调速阀和溢流节流阀分别装在负载 油缸 的回油路上 能否起速度 稳定作用 答 调速阀 p2 p3 kx0 A 节流阀压降为 p2 const 故可调 速 基本稳定 但 p3 0 故 p1 波动大时 效果不好 溢流节流阀 相当于不可调溢流阀并联一个节流